O refrigerante R134a entra no compressor de um sistema de refrigeração como vapor saturado a 120 kPa e sai como vapor superaquecido a 500 \mathrm{kPa} \mathrm{e} 80^{\circ} \mathrm{C} a uma taxa de 0,08 \mathrm{~kg} / \mathrm{s}. Determine a variação da taxa de transferência de energia em massa deste compressor, desprezando energias cinética e gravitacional.

Passo 1

O enunciado trata de um compressor em que R- 134a entra como vapor saturado a 120 kPa e sai como vapor superaquecido a 500 kPa e 80^\circC, na vazão mássica \dot{m} = 0,08,kg/s. Desprezando energias cinética e potencial, a variação da taxa de energia transportada pelo fluido é apenas a diferença de entalpia vezes a vazão mássica, ou seja
\dot{E} = \dot{m} \,(h_2 - h_1).

Passo 2

Determinar h_1, entalpia do vapor saturado a 120 kPa. Consultando tabelas de R- 134a:
h_1 = h_g\bigl(\text{120 kPa}\bigr) \approx 246{,}2\;\mathrm{kJ/kg}.

Passo 3

Determinar h_2, entalpia do vapor superaquecido a 500 kPa e 80\circC. Pelas tabelas de R- 134a:
h_2 \approx 274{,}8\;\mathrm{kJ/kg}.

Passo 4

Calcular a diferença de entalpia e a taxa de energia:
\Delta h = h_2 - h_1 = 274{,}8 - 246{,}2 = 28{,}6\;\mathrm{kJ/kg},
\dot E = \dot m\,\Delta h = 0{,}08 \times 28{,}6 = 2{,}29\;\mathrm{kW}.

Resposta

A variação da taxa de transferência de energia por massa no compressor é aproximadamente
2{,}29\;\mathrm{kW}.

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